本發(fā)明涉及視頻圖像分析領域，尤其涉及一種交通事故中車輛動態(tài)位置分析方法。

背景技術：

交通事故時有發(fā)生，隨著人們的安全意識和社會發(fā)展，道路上的固定式監(jiān)控視頻覆蓋面越來越廣，車輛上的行車記錄儀等設備，都會記錄下事故發(fā)生過程。交通事故發(fā)生后，交警在定責時需要對事故車輛事故發(fā)生前的行駛軌跡、車速等分析，做出責任認定?，F(xiàn)有的分析方法包括：依靠地面痕跡進行分析等。但是存在的主要問題是，有些事故發(fā)生后地面痕跡有限，很難根據(jù)少許地面痕跡準確判斷事發(fā)前車輛之間的位置變化關系，造成最終責任認定中的困難。這就亟需本領域技術人員解決相應的技術問題。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術中存在的技術問題，特別創(chuàng)新地提出了一種交通事故中車輛動態(tài)位置分析方法。

為了實現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明提供了一種交通事故中車輛動態(tài)位置分析方法，包括如下步驟：

S1，通過現(xiàn)場航拍方式，獲取事故現(xiàn)場航拍圖像，在地面測量道路尺寸和地面標線長度進行綜合數(shù)據(jù)采集；

S2，獲取監(jiān)控視頻數(shù)據(jù)，截取事故期間的監(jiān)控視頻圖像，選取監(jiān)控視頻圖像中路平面上兩對相互垂直的平行標線進行網格劃分，形成路面網格坐標系，對網格坐標系進行定標處理及誤差評估，對包含若干事故車輛的監(jiān)控視頻圖像進行網格測量確定事故車輛在單幅監(jiān)控視頻圖像中的準確位置；

S3，分析該若干事故車輛的行駛軌跡、車速變化、制動安全距離、行駛車道及行駛方向變化，將經過網格坐標系定位的若干事故車輛按時間點順序繪制到航拍正射俯視圖對應位置進行分析，從而獲取交通事故的綜合信息。

上述技術方案的有益效果為：通過將后期拍攝的航拍圖與事故現(xiàn)場場景狀況的現(xiàn)場圖通過繪制網格坐標，能夠準確的刻畫出交通事故過程中車輛的運行軌跡。

所述的交通事故中車輛動態(tài)位置分析方法，優(yōu)選的，所述S1包括：

無人機航拍事故路段，測量道路的尺寸、地面標線長度數(shù)據(jù)；利用無人機高空正射航拍事故路段，得到清晰、完整的事故現(xiàn)場俯視全景圖。

所述的交通事故中車輛動態(tài)位置分析方法，優(yōu)選的，所述S1還包括：

事故現(xiàn)場重建過程，采集事發(fā)路口路段的地面標線及道路尺寸數(shù)據(jù)，紅外線測量值將作為監(jiān)控視頻圖像網格測量值的測量精度評價標準，利用無人機航拍事故路段，處理無人機航拍序列圖像，得到事故路段的三維重建模型，對重建模型中的標線距離進行測量，三維模型測量值與現(xiàn)場紅外線測量值同時作為監(jiān)控視頻圖像網格測量值的參考依據(jù)；

對事故現(xiàn)場路面尺寸進行測量，在航拍的事故現(xiàn)場俯視全景圖中進行事故現(xiàn)場路面尺寸標注，首先將路口與一側路沿的交匯處作為坐標原點建立路面坐標系，再測量事故現(xiàn)場各行車道的寬度，地面標線的長度。

所述的交通事故中車輛動態(tài)位置分析方法，優(yōu)選的，所述S2包括：

S2-A，選取監(jiān)控視頻中可見的兩組相互平行且垂直的標線，根據(jù)交比不變性和消失點原理在監(jiān)控視頻圖像中建立道路平面網格坐標系，在該網格坐標系平面上，網格平行線之間的距離相等；

S2-B，對網格坐標系測量值進行定標、校正，以網格中一可見標線的網格測量值定標為真實長度值，達到對網格測量坐標系的縱向和橫向的絕對測量值定標，得到道路平面的可測量真實長度的網格坐標系，用于后續(xù)的事故車輛定位；

S2-C，網格坐標系平面測量精度驗證，將道路標線的實際測量值與視頻畫面網格坐標系計算值進行比對；在事故路段實測三組以上地面標線的長度，利用道路平面網格測量對應長度，計算測量值與實際值的相對誤差，確定網格坐標系平面的測量誤差范圍；

上述技術方案的有益效果為：通過將監(jiān)控視頻的視頻幀進行網格坐標刻畫，繪制需要進行測量視頻幀位置的圖像。

所述的交通事故中車輛動態(tài)位置分析方法，優(yōu)選的，所述S3包括：

S3-1，截取監(jiān)控視頻畫面中其中一輛事故車輛的時間序列幀圖像，選取該一輛事故車輛在路面的一個或多個固定投影點作為標記點，讀取標記點像素坐標位置分析該一輛事故車輛進入事故路段后的行駛軌跡，利用建立的網格坐標系測量該一輛事故車輛軌跡點在地面的坐標；

S3-2，截取事故監(jiān)控視頻幀另一輛車輛的時間序列幀圖像，分析該另一輛車輛進入事故路段后的行駛軌跡，以該另一輛車輛在地面的一個或多個投影點作為標記點，分析該另一輛車輛在事發(fā)前的行駛軌跡，利用建立的網格坐標系測量該另一輛車輛軌跡點在地面的坐標；

S3-3，分析事故車輛標記點到坐標軸的時間-距離變化趨勢，從而得出事故車輛的速度、行駛車道、行駛方向等行駛狀態(tài)；

S3-4，將事故車輛同在一個事故現(xiàn)場的視頻幀圖像進行收集，獲取該兩輛車輛的相對位置關系，

此時該另一輛車輛非安全制動距離計算公式如下：

其中，s₁為該另一輛車輛非安全制動距離，g為重力加速度，μ為該另一輛車輛與地面摩擦系數(shù)，k為摩擦系數(shù)修正系數(shù)，t為制動反應時間；

S3-5，航拍正射俯視圖標注車輛位置，根據(jù)網格坐標系測量的事故車輛時間-位置關系，轉換到航拍正射俯視圖上，按照時間順序標注等尺寸、間距的事故車輛與路面相對位置關系圖。

上述技術方案的有益效果為：能對具有監(jiān)控視頻的交通事故進行較準確的位置分析，并結合航拍正攝俯視圖標注事故關鍵時間點事故車輛位置，更加直觀、清晰的表達事故過程變化，利于交管部門責任認定和各方人員了解事故經過。

綜上所述，由于采用了上述技術方案，本發(fā)明的有益效果是：

主要解決交通事故發(fā)生過程，事故車輛之間的位置變化過程，為交警提供事故責任認定的判定依據(jù)。能對具有監(jiān)控視頻的交通事故進行較準確的位置分析，并結合航拍正攝俯視圖標注事故關鍵時間點事故車輛位置，更加直觀、清晰的表達事故過程變化，利于交管部門責任認定和各方人員了解事故經過。

本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。

附圖說明

本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1是本發(fā)明流程示意圖；

圖2是本發(fā)明航拍正射俯視圖；

圖3是本發(fā)明監(jiān)控視頻圖像中事故車輛交匯時刻對應位置的網格測量示意圖；

圖4是本發(fā)明航拍正射俯視圖標注車輛動態(tài)位置變化示意圖。

具體實施方式

下面詳細描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術語“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。

在本發(fā)明的描述中，除非另有規(guī)定和限定，需要說明的是，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是機械連接或電連接，也可以是兩個元件內部的連通，可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，對于本領域的普通技術人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術語的具體含義。

一起交通事故發(fā)生后，有固定式監(jiān)控視頻拍攝下事發(fā)前的過程，在處理過程中，需要對事故車輛碰撞接觸前的相對位置關系進行確認。由于監(jiān)控攝像頭與地面成一定角度，視頻中難以看清道路分道線；

為了分析清楚事故車輛在事發(fā)前的行駛軌跡，及車輛與道路的相對位置關系，需要對視頻進行分析、測量。

解決方案：1、現(xiàn)場航拍及數(shù)據(jù)采集：無人機航拍事故路段，測量道路的尺寸、地面標線長度等數(shù)據(jù)；利用無人機高空正射航拍事故路段，得到清晰、完整的事故現(xiàn)場路段的俯視全景圖。

2、監(jiān)控視頻處理：

1)根據(jù)監(jiān)控視頻截取事故過程圖像，建立路面測量網格選取地面兩對相互垂直的平行標線(沒有合適的標線時，可在現(xiàn)場擺四個標志點人為制作，再調取該畫面)作為網格劃分依據(jù)。并且對事故發(fā)生地點標記坐標值(x，y)；

2)網格劃分：根據(jù)交比不變性和消失點原理可劃分出道路平面網格，利用平行線的距離對網格進行標定，由此確定路平面的像素代表的實際尺寸。

3)分析車輛在路面上的位置

根據(jù)網格分析測量在地面的投影點位置，確定測量在路面的實際位置。

4)分析車輛行駛軌跡

截取車輛的視頻圖像，選取車輛在地面上的某一固定點作為標記點，連續(xù)分析該標記點的位置，最終軌跡點的變化可以視為車輛軌跡變化。

5)航拍俯視圖標注車輛位置

根據(jù)網格測量的實際值，轉換到俯視航拍圖上，標注等尺寸、間距的車輛與路面相對關系圖。

如圖1所示，本發(fā)明提供了一種交通事故中車輛動態(tài)位置分析方法，包括如下步驟：

S1，通過現(xiàn)場航拍方式，獲取事故現(xiàn)場航拍圖像，在地面測量道路尺寸和地面標線長度進行綜合數(shù)據(jù)采集；

S2，獲取監(jiān)控視頻數(shù)據(jù)，截取事故期間的監(jiān)控視頻圖像，選取監(jiān)控視頻圖像中路平面上兩對相互垂直的平行標線進行網格劃分，形成路面網格坐標系，對網格坐標系進行定標處理及誤差評估，對包含若干事故車輛的監(jiān)控視頻圖像進行網格測量確定事故車輛在單幅監(jiān)控視頻圖像中的準確位置；

S3，分析該若干事故車輛的行駛軌跡、車速變化、制動安全距離、行駛車道及行駛方向變化，將經過網格坐標系定位的若干事故車輛按時間點順序繪制到航拍正射俯視圖對應位置進行分析，從而獲取交通事故的綜合信息。

上述技術方案的有益效果為：通過將后期拍攝的航拍圖與事故現(xiàn)場場景狀況的現(xiàn)場圖通過繪制網格坐標，能夠準確的刻畫出交通事故過程中車輛的運行軌跡。

所述的交通事故中車輛動態(tài)位置分析方法，優(yōu)選的，所述S1包括：

無人機航拍事故路段，測量道路的尺寸、地面標線長度數(shù)據(jù)；利用無人機高空正射航拍事故路段，得到清晰、完整的事故現(xiàn)場俯視全景圖。

圖2是本發(fā)明航拍正射俯視圖(航拍示意圖里面應無事故車輛，因為航拍是事故后采集的、交警很少在事故現(xiàn)場就采用航拍)；

所述的交通事故中車輛動態(tài)位置分析方法，優(yōu)選的，所述S1還包括：

事故現(xiàn)場重建過程，采集事發(fā)路口路段的地面標線及道路尺寸數(shù)據(jù)，紅外線測量值將作為監(jiān)控視頻圖像網格測量值的測量精度評價標準，利用無人機航拍事故路段，處理無人機航拍序列圖像，得到事故路段的三維重建模型，對重建模型中的標線距離進行測量，三維模型測量值與現(xiàn)場紅外線測量值同時作為監(jiān)控視頻圖像網格測量值的參考依據(jù)；

對事故現(xiàn)場路面尺寸進行測量，在航拍的事故現(xiàn)場俯視全景圖中進行事故現(xiàn)場路面尺寸標注，首先將路口與一側路沿的交匯處作為坐標原點建立路面坐標系，再測量事故現(xiàn)場各行車道的寬度，地面標線的長度。

如圖3所示，所述的交通事故中車輛動態(tài)位置分析方法，優(yōu)選的，所述S2包括：

S2-A，選取監(jiān)控視頻中可見的兩組相互平行且垂直的標線，根據(jù)交比不變性和消失點原理在監(jiān)控視頻圖像中建立道路平面網格坐標系，在該網格坐標系平面上，網格平行線之間的距離相等；

S2-B，對網格坐標系測量值進行定標、校正，以網格中一可見標線的網格測量值定標為真實長度值，達到對網格測量坐標系的縱向和橫向的絕對測量值定標，得到道路平面的可測量真實長度的網格坐標系，用于后續(xù)的事故車輛定位；

S2-C，網格坐標系平面測量精度驗證，將道路標線的實際測量值與視頻畫面網格坐標系計算值進行比對；在事故路段實測三組以上地面標線的長度，利用道路平面網格測量對應長度，計算測量值與實際值的相對誤差，確定網格坐標系平面的測量誤差范圍；

上述技術方案的有益效果為：通過將監(jiān)控視頻的視頻幀進行網格坐標刻畫，繪制需要進行測量視頻幀位置的圖像。

如圖4A-4C所示，所述的交通事故中車輛動態(tài)位置分析方法，優(yōu)選的，所述S3包括：

S3-1，截取監(jiān)控視頻畫面中其中一輛事故車輛的時間序列幀圖像，選取該一輛事故車輛在路面的一個或多個固定投影點作為標記點，讀取標記點像素坐標位置分析該一輛事故車輛進入事故路段后的行駛軌跡，利用建立的網格坐標系測量該一輛事故車輛軌跡點在地面的坐標；

S3-2，截取事故監(jiān)控視頻幀另一輛車輛的時間序列幀圖像，分析該另一輛車輛進入事故路段后的行駛軌跡，以該另一輛車輛在地面的一個或多個投影點作為標記點，分析該另一輛車輛在事發(fā)前的行駛軌跡，利用建立的網格坐標系測量該另一輛車輛軌跡點在地面的坐標；

S3-3，分析事故車輛標記點到坐標軸的時間-距離變化趨勢，從而得出事故車輛的速度、行駛車道、行駛方向等行駛狀態(tài)；

S3-4，將事故車輛同在一個事故現(xiàn)場的視頻幀圖像進行收集，獲取該兩輛車輛的相對位置關系，

此時該另一輛車輛非安全制動距離計算公式如下：

其中，s₁為該另一輛車輛非安全制動距離，g為重力加速度，μ為該另一輛車輛與地面摩擦系數(shù)，k為摩擦系數(shù)修正系數(shù)，t為制動反應時間；

S3-5，航拍正射俯視圖標注車輛位置，根據(jù)網格坐標系測量的事故車輛時間-位置關系，轉換到航拍正射俯視圖上，按照時間順序標注等尺寸、間距的事故車輛與路面相對位置關系圖。

上述技術方案的有益效果為：能對具有監(jiān)控視頻的交通事故進行較準確的位置分析，并結合航拍正攝俯視圖標注事故關鍵時間點事故車輛位置，更加直觀、清晰的表達事故過程變化，利于交管部門責任認定和各方人員了解事故經過。

在本說明書的描述中，參考術語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。

盡管已經示出和描述了本發(fā)明的實施例，本領域的普通技術人員可以理解：在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由權利要求及其等同物限定。